1、 课课 程程 设设 计计 书书 系 别：机电系 专 业：电气工程与自动化 班 级： 姓 名： 指导老师： 设计课题: PLC 控制交通灯系统设计 设计时间: PLCPLC 控制控制交通交通灯灯系统设计系统设计 一：设计任务书一：设计任务书 交通灯作为城市不可缺少的一部分，已越来越多的走入我们的生活。一直以来交 通灯因复杂的继电器连接而冗长、繁锁，为了很好的解决问题。我们引入了 PLC 技术，此系统为双控十字路口交通灯设计；能满足一般性十字路需要！它使用 CPM1A 系列 PLC，能使交通灯自动工作。工作更可靠，检修也很方便，能满足不 同要求路口！ 二二、交通灯控制要求、交通灯控制要求 在交通管
2、理中交通灯的控制系统应用非常广泛,对于一个简单的交通信号灯来 说，有东西方向的红黄绿三色灯和南北方向的红黄绿三色灯。它们的亮灭顺序如 下：当东西方向的绿灯和黄灯亮时，南北方向的红灯亮；反之亦然，当南北方向 的绿灯和黄灯亮时，东西方向的红灯亮。我设计的交通灯控制如下：信号灯的动 作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环 动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。信号灯控制的具体要求：表 1 图 1 交通灯示意图 表 1 交通灯控制要求 ： 东西 信号 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 25s 3s 2s 30s 南北 信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 时间 3
3、0s 25s 3s 2s 表一所示：当自动开关 S1 合上后，东西方向绿灯亮 25S，绿灯开始闪烁 3S，黄灯亮 2S。此 过程中南北方向一直为红灯亮。然后，东西方向红灯亮 30S，而此过程中南北方向的绿灯亮 25S，绿灯闪烁 3S 后，黄灯亮 2S，如此循环 与其顺序是：东西绿灯和黄灯亮 30S 的时 间里，南北红灯亮 30S，此时，绿灯亮 25S，闪 3S，后黄灯亮 2S 后灭，自动控制开关 S1 断 开后，所有交通灯都灭。 三、三、设计过程设计过程 一：一：总方案说明总方案说明 利用利用 PLC 内部软开关取代继电器从而实现对交通灯的简化控制内部软开关取代继电器从而实现对交通灯的简化控制
4、；选选 用用主要以时间为顺序的循环控制主要以时间为顺序的循环控制 东西红 南北变 红 红 红 绿 红 黄 南 北 红 东 西变 黄 红 绿 红 红 红 图 2 控制过程示意图 具体步骤：具体步骤： 1.1. 选选择欧姆龙择欧姆龙 CPM1ACPM1A 系列系列 PLCPLC8155。 2.2. 确定各部分的确定各部分的 I/OI/O 分配、智能单元分配、智能单元。 3.3. 根据要求设计梯形图、总接线图和控制接线图根据要求设计梯形图、总接线图和控制接线图。 4.4. 使用使用定时定时脉冲发生器对脉冲发生器对红、黄、绿灯进行精确控制红、黄、绿灯进行精确控制。 二二: :PLCPLC 控制方案选择
5、控制方案选择 1.1. 开关量的逻辑控制开关量的逻辑控制 -开关量的逻辑控制使 PLC 的最基本控制功能。目前，PLC 首用的目标，就是 用于开关量的控制。 2.2. 数据采集与监控数据采集与监控 -利用 PLC 自检信号多的特点实现自诊断的式的监控，减少系统的故障，提高 累计平均无故障运行时间，同时可减低故障修复时间，提高系统的可靠性。 3. 控制电路控制电路主要由单稳态触发器、RC 电路和反相器构成。电路有两个输入 端和三个输出端。在此不作深究！ 4.4. 设计的原理图设计的原理图： 图 3 交通灯系统原理图交通灯系统原理图 四、四、设计设计 PLCPLC 控制原理控制原理 一一、硬件及外
6、围元器件、硬件及外围元器件 、 本系统硬件上采用可编程并行接口芯片 8155， 分别控制图 2 所示的四个组合。 A T89C52 单片机具有 MCS-51 内核，片内有 8KB Flash、256 字节 RAM、6 个中断源、1 个串行口、 最高工作频率可达 24MHz，完全可以满足本系统的需要 ；与其他控制方法相比，所用器件 可以说是比较简单经济的。 、根据信号灯的控制要求，本模块所用的器件有：起动按钮 SB 1 ，停止按钮 SB 2 ，红 黄绿色信号灯各四只，输入 / 输出端口接线如图 2 所示。 由图可见：起动按钮 SB 1 接于输入继电器 X0 端，停止按钮 SB 2 接于输入继电器 X1 端，东西方向的绿灯接于输出继电器 Y0 端，东西方向黄灯接于输入继电器 Y1 端，东西 方向的红灯接于输出继电器 Y2 端，南北方向绿灯接于输出继电器 Y3 端，南北方向的黄 灯接于输出继电器 Y4 ，南北方向红接于输出继电器 Y5 。
